1、微生物基础知识培训2011.07.19目录l微生物的定义l微生物的特点l微生物的益处与危害l药品生产中的微生物污染l药品生产中微生物的污染途径l药品生产中微生物的控制微生物的定义微生物微生物（microorganism, microbe）:存在于自然界中的一群体型细小、结构存在于自然界中的一群体型细小、结构简单、肉眼看不见，必须借助于特殊仪简单、肉眼看不见，必须借助于特殊仪器放大后才能观察到的微小生物。器放大后才能观察到的微小生物。微生物的特点图图1：大肠杆菌放大：大肠杆菌放大1000倍倍X个体小：个体小：小于小于0.1mm，肉眼无法看到。，肉眼无法看到。微生物的特点微生物的特点 种类多种类多
2、：至少在十万种以上。包括病毒、细菌、霉菌及酵至少在十万种以上。包括病毒、细菌、霉菌及酵母菌等。母菌等。 分布广分布广：土壤、水、空气、人类及动植物的体表、呼吸道、土壤、水、空气、人类及动植物的体表、呼吸道、消化道等腔道中均存在数量不等的微生物。消化道等腔道中均存在数量不等的微生物。 代谢强，转化快：代谢强，转化快：一头体重千克的牛，每天只能合成.千克的蛋白质，而千克的活菌体，只要有合适的条件，在小时内能够生产千克的单细胞蛋白质(2500倍)。单细胞微生物制造出来的蛋白质可以制造人造肉、人造鱼、人造面粉等食品。 繁殖快：繁殖快：实验室条件下大肠杆菌实验室条件下大肠杆菌20min就可以繁殖就可以繁
3、殖1代。代。微生物的特点微生物的特点适应性强，易变异适应性强，易变异。例如：由于抗生素的。例如：由于抗生素的滥用，滥用，病菌迅速适应了抗生素的环境，发病菌迅速适应了抗生素的环境，发生生变异，产生了耐药性，比如变异，产生了耐药性，比如:2000年，年，出现绿脓杆菌，对氨苄西林，阿莫西林，出现绿脓杆菌，对氨苄西林，阿莫西林，西立欣等西立欣等8种抗生素的耐药性达种抗生素的耐药性达100%；2010年南亚发现的年南亚发现的“超级细菌超级细菌”NMD-1，可以，可以抵抗大多数抗生素。抵抗大多数抗生素。微生物的特点图图3：“超级细菌超级细菌”图图2：绿脓杆菌：绿脓杆菌微生物的益处与危害 农业：生物固氮使用
4、的根瘤菌，可以减少20%的氮肥使用量； 制革用的蛋白酶由黑曲霉发酵而成的微生物的益处微生物的益处 绝大多数微生物对人和动物是有益的，已广泛应用于农业、绝大多数微生物对人和动物是有益的，已广泛应用于农业、食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越食品、医药、酿造、化工、制革、石油等行业，发挥了越来越重要的作用。来越重要的作用。微生物的益处与危害酸奶是使用乳酸菌，双歧杆菌酸奶是使用乳酸菌，双歧杆菌等发酵而成的等发酵而成的啤酒，白酒，葡萄酒等是由酿啤酒，白酒，葡萄酒等是由酿酒酵母发酵而成的酒酵母发酵而成的制作酱，醋需要黑曲霉豆腐乳使用红曲霉，酱油使用米曲霉等等；制作酱，醋需要黑曲霉豆腐乳使用
5、红曲霉，酱油使用米曲霉等等；微生物的益处与危害抗生素大多是放线菌的次级代谢产物，例如红抗生素大多是放线菌的次级代谢产物，例如红霉素是红色链霉菌的次级代谢产物；霉素是红色链霉菌的次级代谢产物；部分基因重组药物是由基因改造后的大部分基因重组药物是由基因改造后的大肠杆菌（图肠杆菌（图10）或酵母发酵而成的；）或酵母发酵而成的；微生物的益处与危害微生物的危害微生物的危害u 微生物中也有一部分能微生物中也有一部分能引起人及动、植物发生病引起人及动、植物发生病害，这些具有致病性的微害，这些具有致病性的微生物，称为病原微生物。生物，称为病原微生物。如人类的许多传染病、感如人类的许多传染病、感冒、伤寒、痢疾、
6、结核、冒、伤寒、痢疾、结核、脊髄灰质炎、病毒性肝炎脊髄灰质炎、病毒性肝炎等），化脓（金黄色葡萄等），化脓（金黄色葡萄球菌），食物中毒球菌），食物中毒(沙门氏沙门氏菌菌)均是由病原微生物引起均是由病原微生物引起的。的。 微生物的益处与危害 从药品生产的卫生学而言，微生物对从药品生产的卫生学而言，微生物对药品的原料、生产环境和成品的污染药品的原料、生产环境和成品的污染是造成生产失败、成品不合格的重要是造成生产失败、成品不合格的重要因素因素。药品生产过程中防止微生物污药品生产过程中防止微生物污染染 是非常关键的。是非常关键的。药品生产中的微生物污染药品生产中的微生物污染药品生产过程中，污染常见形式有
7、药品生产过程中，污染常见形式有5种种,即尘粒污即尘粒污染、微生物污染、遗留物污染、异物污染染、微生物污染、遗留物污染、异物污染 、交叉、交叉污染污染 。药品受到污染后返工或报废。药品受到污染后返工或报废,必然会造成浪必然会造成浪费费,另一方面另一方面,受污染的药品流入到使用者的手中受污染的药品流入到使用者的手中,一定会造成严重后果。一定会造成严重后果。 微生物污染微生物污染是指在药品生产、取样、包装、储存是指在药品生产、取样、包装、储存或运输过程中，具有微生物性质的杂质进入或沾或运输过程中，具有微生物性质的杂质进入或沾染原料、半成品（中间体）或成品。染原料、半成品（中间体）或成品。污染药品的微
8、生物：主要是一些生命力较强的细污染药品的微生物：主要是一些生命力较强的细菌，如：葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、枯草菌，如：葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、枯草杆菌（均为细菌）及一些霉菌，如：黑曲霉等杆菌（均为细菌）及一些霉菌，如：黑曲霉等（真菌）。（真菌）。另外还有微生物的芽孢和热原。另外还有微生物的芽孢和热原。细菌 细菌是原核细胞生物中的一类单细胞微生物。因此所有细菌均具有普通细胞的结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞浆等，但无真正的细胞核结构（仅有原始核，无核膜、核仁，缺乏细胞器）。 细菌的特殊结构：主要有荚膜、芽孢、鞭毛和菌毛。 芽孢：某些细菌，在其生活的某一阶段可于细胞浆内形成圆形或卵圆形的特
9、殊结构称为芽孢。芽孢照片芽孢的特点 抗性强，对高温、紫外线、干燥、电离辐射射和很多有毒的化学物质都有很强的抗性。有些细菌的芽孢，在干燥条件下，可保持10多年或更长的时间仍能萌发，有的能忍耐-253的低温，有的在沸水中煮30小时后仍有生活力。世界上最古老的芽孢：世界上最古老的芽孢：2.5亿年；亿年； 芽孢是细菌的休眠体，在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞； 有些能形成芽孢的细菌是人体的病原菌。 因此：在食品、医药，以及发酵工业都要彻底消灭细菌的芽孢。杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭杀灭芽胞最可靠的方法是高压蒸汽灭菌菌真菌霉菌亦称真菌，是真核细胞生物中的一类单细胞和多细胞微生物，具有真正的细
10、胞核结构：核膜、核仁和染色体，胞浆内有完整的细胞器。霉菌生长能力很强，特别是在温暖潮湿的环境中最易生长繁殖。真菌对热的抵抗力不强，一般加热真菌对热的抵抗力不强，一般加热6070 1小时即被杀死，但对干燥、日光、紫外线和一小时即被杀死，但对干燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有抵抗力，但对些化学消毒剂有抵抗力，但对2.5碘酒、碘酒、10甲醛则较敏感。甲醛则较敏感。热原和内毒素l 许多细菌、病毒和真菌（如酵母菌）都能产生热原。许多细菌、病毒和真菌（如酵母菌）都能产生热原。l 热原是微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总热原是微量即可引起恒温动物体温异常升高的物质的总称。主要物质为细菌内毒素、胞壁
11、酰二肽及其他抗原抗称。主要物质为细菌内毒素、胞壁酰二肽及其他抗原抗体复合物、半抗体原物质和某些药物（类固醇）等。体复合物、半抗体原物质和某些药物（类固醇）等。l 细菌内毒素一般指革兰阴性细菌细胞壁的结构成分，主细菌内毒素一般指革兰阴性细菌细胞壁的结构成分，主要是脂多糖。主要是由于内毒素是细菌死亡裂解或自溶要是脂多糖。主要是由于内毒素是细菌死亡裂解或自溶引起的。引起的。l 理化特性耐热性：理化特性耐热性：120加热加热4h，可破坏，可破坏98%。180加热加热2h或或250加热加热30min，才可彻底破坏。滤过性：，才可彻底破坏。滤过性：其体积小，约在其体积小，约在15nm之间，故能通过滤器进入
12、滤液中。之间，故能通过滤器进入滤液中。具有水溶性及不挥发性。能被强酸、强碱和氧化剂具有水溶性及不挥发性。能被强酸、强碱和氧化剂破坏破坏l 危害：热原的存在对注射剂临床使用危险性很大，随注危害：热原的存在对注射剂临床使用危险性很大，随注射剂注人人体后，会产生发冷、发热、颤栗、恶心呕吐、射剂注人人体后，会产生发冷、发热、颤栗、恶心呕吐、体温上升等不良反应，甚至危及人的生命。所以注射药体温上升等不良反应，甚至危及人的生命。所以注射药品必须严格控制热原含量。品必须严格控制热原含量。热原与内毒素热原与内毒素消除细菌内毒素的方法消除细菌内毒素的方法 高温破坏法：可用高温破坏法：可用180干烤干烤34h或或
13、250干烤干烤30min。 吸附法：一般选用活性炭。吸附法：一般选用活性炭。 蒸馏法：此法仅限于制备蒸馏水。蒸馏法：此法仅限于制备蒸馏水。 化学酸碱和氧化法。化学酸碱和氧化法。 离子交换法。离子交换法。 反渗透法。反渗透法。 凝胶过滤法。凝胶过滤法。 超滤法超滤法 微生物污染的途径微生物的污染通常至少有微生物的污染通常至少有4种途径：种途径：1 人身的污染人身的污染2 空气的污染空气的污染3 水的污染水的污染4 表面接触污染表面接触污染人体中的微生物人体中的微生物 部位部位 常见菌种常见菌种u 皮肤皮肤 表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌
14、等u 口腔口腔 链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、 白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏 球菌、类白喉杆菌球菌、类白喉杆菌u 胃胃 正常一般无菌正常一般无菌u 肠道肠道 类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球 菌、菌、 葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破 伤风杆菌、产气荚膜杆菌等伤风杆菌、产气荚膜杆菌等u 鼻咽腔鼻咽腔 甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感
15、杆菌、乙型链甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、乙型链 球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等u 眼结膜眼结膜 皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等空气和水中的微生物 空气中的微生物分布的种类和数量因环境不同有所差别。空气中的微生物分布的种类和数量因环境不同有所差别。空气中常见的微生物有各种球菌、芽孢杆菌、产色素细菌空气中常见的微生物有各种球菌、芽孢杆菌、产色素细菌以及对干燥和射线有抵抗力的真菌孢子等。也可能有病原以及对干燥和射线有抵抗力的真菌孢子等。也可能有病原菌（在医院或患者的居室附近，
16、空气中常有较多的病原菌（在医院或患者的居室附近，空气中常有较多的病原菌），如结核分支杆菌、白喉棒杆菌、溶血性链球菌、病菌），如结核分支杆菌、白喉棒杆菌、溶血性链球菌、病毒（流感病毒、麻疹病毒）及少量酵母菌，粘液菌等。毒（流感病毒、麻疹病毒）及少量酵母菌，粘液菌等。 自然界的水可分为地下水和地面水，除了地下深层水外，自然界的水可分为地下水和地面水，除了地下深层水外，如湖泊，河流，海洋等各种地面水中都存在着各种各样的如湖泊，河流，海洋等各种地面水中都存在着各种各样的微生物。如硫磺细菌，硝化细菌，铁细菌，光合细菌等。微生物。如硫磺细菌，硝化细菌，铁细菌，光合细菌等。异养菌中的假单胞杆菌，放线菌，真菌
17、，原生动物及藻类。异养菌中的假单胞杆菌，放线菌，真菌，原生动物及藻类。我国饮用水卫生标准，自来水中细菌总数不可超过我国饮用水卫生标准，自来水中细菌总数不可超过10个每个每毫升（毫升（37，培养，培养24小时），大肠杆菌不可超过小时），大肠杆菌不可超过3个每升。个每升。微生物的污染控制 控制方式： 消毒和灭菌； 人员卫生管理：参见药品质量管理规范2010第29条到37条； 无菌操作； 在药品生产过程中，应按GMP要求不断进行各项微生物卫生学监测。例如：对洁净室空气中的浮游菌、沉降菌的监测；对无菌设备清洁灭菌的验证和监测。消毒与灭菌消毒与灭菌下列术语常用于表示物理或化学方法对微生物的杀下列术语常用
18、于表示物理或化学方法对微生物的杀灭程度灭程度 消毒：消毒：杀死物体上病源微生物的方法杀死物体上病源微生物的方法,并不一定能并不一定能杀死细菌的芽胞。消毒所用的试剂称为消毒剂。杀死细菌的芽胞。消毒所用的试剂称为消毒剂。灭菌：灭菌：杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消杀灭物体上所有微生物的方法。灭菌比消毒要求高，包括杀灭细菌芽孢在内的全部病原微毒要求高，包括杀灭细菌芽孢在内的全部病原微生物和非病原微生物。生物和非病原微生物。抑菌：抑菌：抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑制体内或体外细菌的生长繁殖。常用的抑菌剂为各种抗生素，可抑制细菌的繁殖。抑菌剂为各种抗生素，可抑制细菌的繁殖。防腐：防腐：防止
19、或抑制体外细菌生长繁殖的方法，细防止或抑制体外细菌生长繁殖的方法，细菌一般不死亡。同一种化学药品在高浓度时为消菌一般不死亡。同一种化学药品在高浓度时为消毒剂，低浓度时常为防腐剂。毒剂，低浓度时常为防腐剂。无菌：无菌：不存在活的细菌。防止细菌进入人体或其不存在活的细菌。防止细菌进入人体或其他物品的操作技术，为无菌操作。他物品的操作技术，为无菌操作。消毒与灭菌消毒与灭菌一、物理灭菌方法一、物理灭菌方法热力灭菌法热力灭菌法辐射杀菌法辐射杀菌法滤过除菌法滤过除菌法超声波杀菌法超声波杀菌法干燥与低温抑菌法干燥与低温抑菌法消毒与灭菌消毒与灭菌l热力灭菌法：使蛋白质、酶及核酸永久性破环，细胞使蛋白质、酶及核
20、酸永久性破环，细胞膜溶解，导致细胞发生不可逆转的死亡。膜溶解，导致细胞发生不可逆转的死亡。1、干热灭菌法干热灭菌法采用灼烧或干热空气灭菌采用灼烧或干热空气灭菌 ，使，使用方便，适用于玻璃器皿和瓷器等耐高温的固体用方便，适用于玻璃器皿和瓷器等耐高温的固体物的灭菌物的灭菌 。2、湿热灭菌法湿热灭菌法利用热蒸汽杀死微生物。利用热蒸汽杀死微生物。 高压蒸汽灭菌：利用高温高压蒸汽进行灭菌的方高压蒸汽灭菌：利用高温高压蒸汽进行灭菌的方法法 ，蒸汽的穿透力较热空气强可以杀死一切微生，蒸汽的穿透力较热空气强可以杀死一切微生物，包括细菌的芽孢，真菌的孢子或休眠体等耐物，包括细菌的芽孢，真菌的孢子或休眠体等耐高温
21、的个体高温的个体 。最可靠最适用最广泛的灭菌方法。最可靠最适用最广泛的灭菌方法。消毒与灭菌消毒与灭菌l辐射灭菌法辐射灭菌法 1、紫外线紫外线：波长波长200-300nm的紫外线具有杀的紫外线具有杀 菌作用。穿透物质的能力很差，一般要求紫外灯菌作用。穿透物质的能力很差，一般要求紫外灯距离照射物不超过距离照射物不超过1.0米为宜米为宜 .用于物体表面灭菌用于物体表面灭菌等。等。 2、电离辐射、电离辐射 高速电子、高速电子、X射线、射线、射线射线 3、微波、微波 波长波长1mm1m消毒与灭菌消毒与灭菌l滤过除菌法滤过除菌法用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除去用物理阻留的方法将液体或空气中的细菌除
22、去, ,以以达到除菌目的。达到除菌目的。滤菌器含有微细小孔滤菌器含有微细小孔0.220.22微米微米, ,只允许液体或气只允许液体或气体通过体通过, ,而大于孔径的细菌等颗粒不能通过而大于孔径的细菌等颗粒不能通过 。适用范围：血清、毒素、抗生素以及空气，水等适用范围：血清、毒素、抗生素以及空气，水等的除菌。的除菌。消毒与灭菌消毒与灭菌二、化学灭菌方法二、化学灭菌方法许多化学药物能影响微生物的化学组成、许多化学药物能影响微生物的化学组成、物理结构和生理活性，从而发挥防腐、消物理结构和生理活性，从而发挥防腐、消毒及灭菌的作用。毒及灭菌的作用。化学灭菌法常用于洁净室地面，器物表面，化学灭菌法常用于洁
23、净室地面，器物表面，皮肤消毒等。皮肤消毒等。洁净室洁净室(区区)应定期消毒，使用的消毒剂不得应定期消毒，使用的消毒剂不得对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品对设备、物料和成品产生污染。消毒剂品种应定期更换，防止产生耐药菌株种应定期更换，防止产生耐药菌株。 消毒与灭菌消毒与灭菌常用消毒剂种类和用途常用消毒剂种类和用途类别类别作用机制作用机制常用种类常用种类用途用途酚类酚类蛋白变性，细胞膜蛋白变性，细胞膜损伤损伤石炭酸石炭酸地面、器具表面、皮肤消地面、器具表面、皮肤消毒毒醇类醇类蛋白变性蛋白变性75酒精酒精皮肤、体温计消毒皮肤、体温计消毒氧化剂氧化剂氧化、蛋白沉淀氧化、蛋白沉淀二氧化氯二氧化氯地面、器具表面、皮肤消地面、器具表面、皮肤消毒毒重金属盐重金属盐氧化、蛋白酶变性氧化、蛋白酶变性红汞、硫柳汞红汞、硫柳汞皮肤、粘膜、小创伤消毒皮肤、粘膜、小创伤消毒氧化剂氧化剂氧化、蛋白沉淀氧化、蛋白沉淀过氧乙酸、碘过氧乙酸、碘酒酒塑料、玻璃器材、皮肤消塑料、玻璃器材、皮肤消毒毒表面活性剂表面活性剂蛋白变性，细胞膜蛋白变性，细胞膜损伤损伤0.1新洁而灭新洁而灭地面、器具表面、皮肤消地面、器具表面、皮肤消毒毒
